Was ist Silikonharz?
Silikonharze sind Harze, die auf einer Siloxanbindung (Si-O-Si) aus Silizium und Sauerstoff basieren und auch als Silikon bezeichnet werden. In die Seitenketten werden organische Gruppen eingebracht. Silikonharze weisen sowohl anorganische als auch organische Eigenschaften auf. Außerdem weisen sie je nach Art der funktionellen Gruppe in der Seitenkette unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf.
Siloxanbindungen haben eine höhere Bindungsenergie als die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, die die Hauptkette von Kunststoffen bilden, sodass Silikonharze eine bessere Hitzebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und elektrische Isolationseigenschaften aufweisen als die meisten Kunststoffe.
Silikonharze werden als Silikonöl und Silikonkautschuk klassifiziert. Im Falle von flüssigen Silikonharzen werden sie im Spritzguss- und Extrusionsverfahren zu Produkten geformt. Neuerdings wird auch das Gießen mit 3D-Druckern eingesetzt.
Anwendungen von Silikonharzen
Silikonharze sind Harze, in denen Silizium und Sauerstoff wiederholt miteinander verbunden sind. Es wird als Silikonöl oder Silikonkautschuk verwendet, wobei seine verschiedenen Vorteile wie Hitzebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und elektrische Isolierung genutzt werden.
So wird es beispielsweise als Wärmeübertragungsmedium in Form eines sehr hitzebeständigen Öls oder in industriellen Anwendungen wie z. B. als Antivibrationsöl in Umgebungen mit extremen Temperaturschwankungen eingesetzt. Es wird auch in anderen Anwendungen wie Babyflaschengummi, verschiedenen Dichtungen und Shampoo eingesetzt.
Im Bausektor wird es auch als Schutzmittel verwendet, um den Verfall von Beschichtungen zu verhindern, sowie in Dichtungen. Silikonharze werden auch in verschiedenen anderen Fahrzeugteilen verwendet.
Funktionsweise von Silikonharzen
Die in Silikonharzen gebildeten Siloxanbindungen, bei denen es sich um eine Reihe von Silizium und Sauerstoff handelt, gehören zur gleichen Klasse wie anorganische Stoffe wie Glas und Quarz. Siloxanbindungen haben eine höhere Bindungsenergie und sind chemisch stabiler als Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, die wichtigste Bindungsart in organischen Materialien. Dies ist einer der Gründe für die hohe Hitze- und Witterungsbeständigkeit von Silikonharzen.
Während Siloxanbindungen anorganische Eigenschaften aufweisen, haben Silikonharze auch organische funktionelle Gruppen wie Kohlenstoff in den Seitenketten, sodass sie sowohl anorganische als auch organische Eigenschaften aufweisen. Darüber hinaus können verschiedene organische funktionelle Gruppen wie Methylgruppen, Alkoxygruppen und Aminogruppen in die Seitenkette eingeführt werden, sodass je nach funktioneller Gruppe unterschiedliche Eigenschaften zum Ausdruck kommen. So weisen Silikonharze mit drei oder mehr an Silizium gebundenen Sauerstoffgruppen eine dreidimensionale Netzwerkstruktur auf und sind besonders hitze- und witterungsbeständig.
Unterschiede zwischen Silikonharzen und Kunststoffen
Silikonharze haben ähnliche Eigenschaften wie Kunststoffe, wie z. B. hohe Verarbeitbarkeit und Erweichung bei Erwärmung, sind aber chemisch gesehen unterschiedliche Stoffe. Silikonharze enthalten eine große Anzahl von Siliziumatomen in ihrem Hauptkettengerüst, während Kunststoffe wie Epoxidharze hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen in ihrem Hauptkettengerüst bestehen.
Die Bindungsenergie der Silizium-Sauerstoff-Bindungen im Hauptgerüst von Silikonharzen ist höher und weniger reaktiv als die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen im Hauptgerüst von Kunststoffen, weshalb sie im Allgemeinen chemikalien- und hitzebeständiger sind als Kunststoffe. Aus diesem Grund werden Silikonharze häufig in Haushalts-, Küchen- und Industrieprodukten verwendet. Beachten Sie, dass der Kontakt mit starken Säuren und Laugen zur Zersetzung und zum Abbau führen kann, weshalb bei der Verwendung von Chemikalien Vorsicht geboten ist.
Sicherheit von Silikonharzen
Silikonharze haben eine äußerst geringe physiologische Aktivität und gelten als nahezu unschädlich für den menschlichen Körper. Es hat auch bei oraler Aufnahme nur geringe Auswirkungen auf die Gesundheit und wurde in Studien zur akuten Toxizität und Genotoxizität als negativ eingestuft.
Silikonharze werden in Geschirr und Kochutensilien verwendet und sind äußerst stabile Harze, die selbst bei hohen Temperaturen während des Kochens nicht mit Lebensmitteln reagieren. Wenn jedoch die Temperatur durch Überhitzung oder Entleerung ungewöhnlich hoch wird, kann Silikonharz schmelzen oder sich verfärben, sodass bei der Verwendung bei Betriebstemperaturen Vorsicht geboten ist.
Andererseits sind Silikonharze in Sprays und anderen Produkten sehr kleine Partikel und können beim Einatmen zu Vergiftungen der Atemwege führen. Auch bei der Verwendung von Haushaltsprodukten, wie z. B. wasserabweisenden Sprays, ist Vorsicht geboten, z. B. bei der Verwendung in gut belüfteten Räumen und bei der Anwendung nicht direkt auf dem menschlichen Körper. Auch Anweisungen und Sicherheitsdatenblätter (SDS) sollten vor der Verwendung sorgfältig gelesen werden.